工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备（bèi），对实现工业生产自动化，推动工业生（shēng）产的（de）进一步发展起着（zhe）重要作用。
实践证明，工业（yè）机械手可（kě）以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化（huà）水平。工业生产中经常（cháng）出现的笨（bèn）重工件的搬运和（hé）长期频繁、单调的操作，采用机械（xiè）手（shǒu）是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环（huán）境条（tiáo）件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
一（yī）、机械（xiè）手的（de）组成及分类
机械（xiè）手主要由执行机构、驱动系统、控制系统组成。
1、执行机（jī）构：包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
① 手部：是机械手与工件接触的部件。由于与物体接触的形式不同，可分（fèn）为（wéi）夹持式和吸附式手（shǒu）部。由于本课题的工件是圆柱状棒料，所以（yǐ）采用夹持式。由手指和传力机构所构成，手指与工件（jiàn）接触而传力（lì）机构则通过手指夹紧力来完成夹放工件的任务。
② 手腕：是联接手部和手臂的（de）部件，起调整或改变工件方位（wèi）的作用。
③ 手臂：支承手腕和手部的部件，用以改变工件的空间位置。
④ 立柱（zhù）：是支承手臂的部件。手臂的回转运动和升降运动均（jun1）与（yǔ）立柱有密切的联系。机械（xiè）手的立柱通常为（wéi）固定不动的。
⑤ 机座：是机械（xiè）手的基础部分。机械手执行机构的各部件（jiàn）和驱动系统均安装于机座上，故起支承和联接（jiē）的作用。
2、驱动系统：机械手的驱（qū）动系统是驱（qū）动执行运动的传动装置（zhì）。常用的有液压传动、气压传动、电力传（chuán）动（dòng）和机械传动（dòng）等四种形式。
3、控制（zhì）系统：控制系统是机械（xiè）手（shǒu）的（de）指挥系统 ，它控制（zhì）驱动系统，让执行机（jī）构按规定的（de）要求进行工作，并检测其正确与否。一般常见的为电器与电子回路（lù）控制，计（jì）算机控（kòng）制（zhì）系（xì）统也不（bú）断增多。
工业机械手的分类可（kě）以按所承担的作业的特点、功能、驱动方式和控制方式分类。
1、根据所承担的作业的特点，工（gōng）业（yè）机械手可分（fèn）为以下三类（lèi）：
① 承担搬（bān）运工作的机械手：这种机械手在主（zhǔ）要工艺设备运行时，用来完成辅助作业，如装卸毛坯、工（gōng）件（jiàn）和工（gōng）夹具。
② 生产工业用机械手：可用于完成工艺过程中的主要作业，如装配、焊接、涂漆、弯曲、切断等。
③ 通用（yòng）工业机械手：其用途（tú）广泛，可以完（wán）成各种工艺作业。
2、按功能（néng）分类
① 专用机械手：它是附属于（yú）主机的具有（yǒu）固定程序而无独立控制系统的机械装置。 专用机械手具有动作少，工（gōng）作对象单一，结构（gòu）简单，实用可靠和造价低等特点，适用于大批大量的（de）自动化（huà）生产（chǎn），如自动机床，自动线的上（shàng）、下料机械手和（hé）“加工中心”附属的自动换刀机械手。
② 通用机械手：又称工业机器（qì）人。它是一种具有独立控制系统的机械装置。具有程序可变、工作范围大、定位精（jīng）度高、通用（yòng）性强的（de）特点，适用（yòng）于不断变换品种的（de）中小批量自（zì）动化的生产（chǎn）。
③ 示教再现机（jī）械手：采用示教法编程的通用机械手。所谓示（shì）教，即由人通过手动控制，“拎着”机械手做一遍操作示范，完成全部动作后，其储存装置即能记忆下来。机械（xiè）手可按（àn）示范操作的程序行程进（jìn）行重复的再现工作。
3、 按驱动方式分（fèn）。液压传动机械手；气压传（chuán）动机械手；机械传（chuán）动（dòng）机械手。
4、 按控制方式分。a）固定（dìng）程序机械手：控制系统是一个固定程序的控制器。程序简单，程序数少，而且（qiě）是固定的，行程可调但不能任意点定位。b)可编（biān）程序机械手：控制系统是（shì）一个（gè）可变程序控制（zhì）器。其程序可按需要编排，行程能很方便改变。
二（èr）、机械手的定位方式
1.机械挡块定位
工业用机（jī）械手常（cháng）用的定位方式（shì）主（zhǔ）要是机械挡块（kuài）定位。机械挡块定位（wèi）是在行程终点（diǎn）设置机械挡块，当机（jī）械手经减速运行到（dào）终点时，紧靠挡块而定位。
若定位前已减速，定位时驱动压力未撤除，在这种情况下，机械挡块定位能达到较高的重复精度。一般可高于±0.5mm，若定位时关闭驱动油路而去掉工作压力，这时机械手可能被挡块（kuài）碰回一个微小距离，因而定位精度变低。
2.气压定（dìng）位
气压传动机械（xiè）手是以空气为主（zhǔ）要动力源，通过气压装置来驱（qū）动机械手运动的。其优点是：结构简单，动作迅速，成本低，动力源环保无污染。缺点是：定（dìng）位冲击大，速度稳定性差，抓取（qǔ）力小。因此适（shì）用于高速度、小负载的场合。下（xià）面以冲床（chuáng）机械手为例，介绍机械（xiè）手的气压定位方式。
冲床就（jiù）是一台冲（chōng）压式压力机。在国民生产中，冲压（yā）工艺由（yóu）于比较传统机械加（jiā）工来说有节约材料和能源，效（xiào）率高，对操（cāo）作者技术要求不高（gāo）及通过各（gè）种模具应用可以做出机械加工所无法达到的产品这些优点（diǎn），因而它的用途越（yuè）来越（yuè）广（guǎng）泛。但冲床的人工操作比较危险，工作环境噪音大，危险性高（gāo），所以适合使用机械手来实现自动化冲压。
冲（chōng）压机械手（shǒu）最需要（yào）解决的问题就是如何将材料精确放到模具内，所以，材料定位（wèi）方式显得最为重要。我们通过三个方面来保证材料定位精准：
1）通过气动装置不断拍打材料是之（zhī）到达精准的（de）工（gōng）作位置。材料在自动升降机内，左上角是固定的定位边，右下角有气动定位装置，不断（duàn）拍打材料。
2）采用伺服电（diàn）机驱动，重复（fù）运动精度是0.08mm，保证连续运动位置的精准。
3）冲压模具内设置锥形定位柱，材料放到模具后，可以导向，让位（wèi）置精准（zhǔn）。
3.液压定位
液压传动机械手是以液体压力（lì）为主要动力源，通过液压装（zhuāng）置来驱动机械手运动的。其优点是：结（jié）构紧凑，动作灵（líng）敏，运动平稳（wěn），抓取力大。缺点是：对密封装置的要求十分严格（gé），由于油温的敏感性，不宜用于（yú）温度过高（gāo）或过低的场合，并且成本较高。由于上述不足，通常采（cǎi）用电（diàn）液伺服阀来实现连续轨迹（jì）控制，从而（ér）获得良好的定位精度。
二、机（jī）械手的定位误差的（de）几个（gè）影响因素
机械手定位，要在三维空间里分析。机械手的（de）定位实际上是若干线（xiàn）量和角量定位的组合。在许多较简单情况下，单个量值可能是主要的影响因素。主要由以下7个因素：1、定（dìng）位方（fāng）式：不同的（de）定位方式影响因素不同。如机械挡块定位（wèi）时，定（dìng）位精度与挡块的刚度和碰接挡块时（shí）的速度等因素有关。2、定位速度：定位速度对定位精（jīng）度影响（xiǎng）很大。这是因（yīn）为定位速度不同时（shí），必须耗（hào）散的运动部（bù）件的能量不同。通常（cháng），为减（jiǎn）小定（dìng）位（wèi）误差应合理（lǐ）控制定位速度，如提高缓冲装置的缓冲性能和缓冲效率，控制驱动系统使运动部件适时减速。3、精度：机械手的制造精度（dù）和（hé）安装调速精度对定位精（jīng）度有直接影响。4、刚度：机械手本身（shēn）的结构刚度和接（jiē）触刚度低时（shí），因易产生振动，定位精度一般较低。5、运动件的重量：运动件的重量包（bāo）括机械手本身的重量（liàng）和被抓物的重量。运动件重量的变化对定位精度影响较（jiào）大。通常，运动件重量增加时，定位精度降低。因此，设计时不仅（jǐn）要减小运动部件本身的重量，而且要考虑工（gōng）作（zuò）时抓重变（biàn）化的影响（xiǎng）。6、驱（qū）动源：液压、气压的（de）压力波动及电（diàn）压、油温、气温的波动都会影响机械手的重复定位精度。因此，采用必要的（de）稳压及调节油温措（cuò）施。如用蓄能器稳定油压，用加热器或冷却器控（kòng）制油温，低速时，用温度、压力补偿流量控制阀控制。7、控制系统：开关控制、电液比例控制（zhì）和伺服控制的位置控制（zhì）精度是个不相同的。这不仅是因为各种控制元件的精度和灵敏（mǐn）度不（bú）同，而且也与位置反馈装置的有（yǒu）无有关。
